闸瓦用铜基复合材料基体Cu-Ni-Si-Cr合金元素正交优化研究

作     者：赵龙志 马现军 李根 李文佳 赵明娟 

作者机构：华东交通大学材料科学与工程学院 广东科技学院机电工程学院 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室 

出 版 物：《华东交通大学学报》 (Journal of East China Jiaotong University)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51265014) 江西省自然科学基金项目(20151BAB206044) 江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ210661) 江西省研究生创新专项基金项目(YC 2022-S567) 

主　　题：正交实验法 基体合金化 摩擦因数 磨损量 磨损表面 

摘      要：【目的】本研究旨在开发高性能铜基复合材料，以满足高速列车提升运行速度后的制动系统要求。【方法】采用正交实验法，系统研究以不同比例Cu-Ni-Si-Cr合金为基体的铜基复合材料，研究合金中Ni、Cr、Si的合金元素比例对铜基复合材料的力学性能和摩擦学性能的影响。【结果】以Cu-7Ni-1.75Si-0.75Cr为基体的铜基复合材料的硬度和强度最高，分别为49.90 HBW和171.98 MPa。通过对摩擦因数和磨损量正交实验结果分析，以Cu-7Ni-1.75Si-0.75Cr为基体的铜基复合材料综合性能最佳。其在25～650℃条件下，随着温度的提高，摩擦因数先增加后减小，磨损量不断增加，在450℃下，铜基复合材料的摩擦因数最高。磨损机理由磨粒磨损向氧化磨损和磨粒磨损转变。【结论】通过正交实验法对铜基体合金化，对有效提升闸瓦用铜基复合材料在高温下的摩擦因数和耐磨性具有重要意义。